压缩与拉伸弹簧的设计计算

  弹簧多数在变应力下工作，它的性能和使用寿命在很大程度上取决于材料的特性。选择弹簧材料主要根据弹簧的工作条件、承受载荷的类型、是否受冲击载荷及弹簧材料的许用应力等因素确定，同时也应考虑弹簧制造的工艺性。弹簧的材料必须具有较高的疲劳极限、屈服点和足够的冲击韧性。另外，对热成形的弹簧还要求其材料有良好的淬透性、低的过热敏感性和不易脱碳等性能。

常用的弹簧材质有8种：
1.碳素弹簧钢丝GB/T4357：强度高，性能好，用于各种非重要场景
2.琴钢丝又叫重要用途碳素弹簧钢丝 GB/T4358：强度高、韧性好用于重要小弹簧，阀类弹簧
3.弹簧用不锈钢丝YB/T 11：耐腐蚀、耐高低温用于腐蚀或高低温条件下的小弹簧
4.阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝GB4359:用于内燃机阀门或类似用途弹簧
5.油淬火回火碳素弹簧钢丝GB4360：用于普通机械用弹簧
6.油淬火回火硅锰弹簧钢丝GB4361：用于高负荷弹簧如汽车悬挂
7.阀门用油淬火回火铬硅弹簧钢丝GB4362:用于较高温度、高应力、高疲劳强的阀门或其他场景
8.阀门用油淬火回火铬钒弹簧钢丝GB2271

设计人员压簧拉簧设计计算中主要用的参数有：
切边模量G:碳素弹簧钢与琴钢丝取8000kgf/mm2,弹簧用不锈钢取7000kgf/mm2
弹簧线径d：0.08-13mm,
弹簧中径D：设计弹簧时螺旋线直径
弹簧有效圈数n：（手册中公式里常用这个值）
压缩弹簧：设计人员三维建模出弹簧模型：数完整节距个数就是有效圈数
拉伸弹簧：设计人员三维建模出弹簧模型：有多少个完整圈数就是有效圈数
弹簧总圈数：有效圈数+弹簧两端有效圈数以外的圈数(设计软件中常用这个值)
弹簧变形量L：压簧就是弹簧被压缩了多少mm,拉伸就是弹簧被拉伸了多少mm
知道了这些参数结合：
弹力公式：F=[(G*d4)/(8*n*D3)]*L
（这个公式计算出的是弹簧在某一变形量下的弹力，单位是KGf,乘以g即9.8就是多少N）